汽車發(fā)動機尾氣廢熱溫差發(fā)電裝置輸出功率和轉(zhuǎn)換效率研究.pdf

1、目前汽車電器化進程逐步發(fā)展，電器設備在車輛上的運用面日漸增廣，從而對電能供應的需求也不斷變大。然而汽車發(fā)電系統(tǒng)整體效率較為低下，能源產(chǎn)生了極大的浪費。因此提出將溫差發(fā)電技術和汽車尾氣廢熱回收相結合，將尾氣熱量回收利用轉(zhuǎn)換為電能儲存起來。
　　本文首先對幾種基本的溫差發(fā)電理論做出了詳細的闡述。介紹了車輛上的熱電發(fā)電裝置的主要構成，對比了三種典型的汽車尾氣余熱溫差發(fā)電裝置的幾何形狀和性能參數(shù)，簡述了平板式、圓筒式和翅片式溫差發(fā)電器的優(yōu)

2、缺點。同時對發(fā)電系統(tǒng)的整體效率進行分析，得出其整體效率主要受換熱器吸收熱量的效率和溫差發(fā)電組件熱電轉(zhuǎn)換效率的影響。
　　其次通過對溫差單電偶展開分析研究，推導出發(fā)電組件整體的輸出功率和熱電轉(zhuǎn)換效率的數(shù)學理論模型。采用MATLAB分析了發(fā)電組件內(nèi)阻阻值和外接負載阻值以及熱電發(fā)電元件橫截面面積與其長度的比值對熱電發(fā)電組件的主要發(fā)電性能參數(shù)的綜合影響。通過對溫差發(fā)電組件的主要性能參數(shù)輸出功率和轉(zhuǎn)換效率的匹配分析，得出其阻值比和面長比的最

3、優(yōu)取值區(qū)間。同時考慮溫差電元件變物性和接觸效應條件的影響，在ANSYS中對單個熱電偶進行了溫度分布和應力分布以及熱、電、結構耦合模擬仿真，提出了溫差發(fā)電組件的一個新型結構尺寸，使其在運行可靠性的前提下，能夠達到最優(yōu)的輸出功率和熱電轉(zhuǎn)換效率數(shù)值。
　　最后對強化導熱技術進行機理分析，通過對5種不同內(nèi)部結構的換熱器進行建模網(wǎng)格劃分和Fluent流體數(shù)值分析，設定計算模型和計算邊界條件，得出5種不同內(nèi)部結構換熱器腔體內(nèi)部的速度場分布圖和